Область коллоидного состояния

Коллоидная химия является отраслью науки, посвященной изучению особых дисперсных систем – коллоидов. Однако понятие «коллоид» или «коллоидная система» требует уточнения, так как в разные времена и разными учеными в это понятие вкладывался неодинаковый физический смысл, а вместе с тем неодинаковые задачи и содержание приписывались и самой коллоидной химии.

В связи с этим и термин «коллоидная химия» в настоящее время является несколько устаревшим, так как она значительно меньше занимается химическим составом коллоидных систем и химическими реакциями в них, чем физической структурой, физическими (и даже механическими) свойствами и физико-химическими процессами, характерными для этих систем. Поэтому правильнее именовать ее физико-химией коллоидных систем. Поскольку, однако, в настоящее время круг изучаемых ею дисперсных систем весьма расширился, то точнее было бы именовать ее и еще более общим термином – физической химией дисперсных систем.

Область современной коллоидной химии дисперсных систем, помимо лиофобных золей, высокомолекулярных соединений и их растворов, суспензий, эмульсий, пен, аэрозолей и твердых золей, включает еще одну практически важную группу дисперсных систем, получившую наименование «полуколлоидов».

В эту группу входят вещества, способные с одним и тем же растворителем, в зависимости от концентрации и температуры, давать и молекулярные растворы и типичные золи; к ним относятся мыла, красители и дубильные вещества.

Приведем следующее наиболее современное определение коллоидной химии, принадлежащее И.И.Жукову:

Коллоидная химия ставит своей задачей изучение физико-химических свойств:

а) всех высокодисперсных гетерогенных систем, кладя в основу поверхностные явления на границе фаз;

б) высокомолекулярных и высокополимерных соединений – как в твердом состоянии, так и в состоянии раствора.

Значение коллоидной химии исключительно велико, так как в ней изучаются не только общие вопросы познания физической сущности окружающего нас материального мира, но и вопросы, тесно и непосредственно связанные с проблемами самой жизни, поскольку все живое состоит из сложнейших комплексов веществ в коллоидном состоянии.

Трудно назвать ту отрасль промышленности, в которой в наше время коллоидная химия не находила бы своего практического применения. Такие, например, отрасли промышленности и производства, как пищевая, текстильная, искусственного волокна, кожевенная, резиновая, синтетического каучука, пластмасс, лакокрасочная, мыловаренная, взрывчатых веществ, целлюлозно-бумажная, гидролизная, фармацевтическая, обогащения руд (флотация) – самым тесным образом связаны с коллоидно-химическими процессами. Даже в таких отраслях промышленности, очень далеких, казалось бы, от коллоидной химии, как металлургическая, горнодобывающая, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая, силикатная и строительных материалов, все шире внедряются методы коллоидной химии.

Огромное значение имеют коллоиды и коллоидные процессы, и их изучение в сельском хозяйстве, в первую очередь для почвоведения – в вопросах повышения плодородия почв.

Велико их значение и в медицине.

В практической деятельности мы редко встречаемся с чис­тыми веществами, состоящими из одного компонента. Природ­ные воды, большинство минералов, физиологические жидкости (клеточный сок растений, молоко, кровь и др.) содержат несколь­ко компонентов.

Системы, содержащие одно или несколько веществ в виде частиц (дисперсная фаза), распределенных в той или иной среде (дисперсионная среда), называются дисперсными (от латинского dispersus). Слово "дисперсность" означает измельчение, раздроб­ление.

Эти системы делятся на однофазные - гомогенные и мно­гофазные - гетерогенные. Все молекулярно-ионные растворы от­носятся к гомогенным однофазным системам и называются ис­тинными растворами.

В основу классификации гетерогенных дисперсных систем положены следующие признаки:

1. степень дисперсности, т.е. размер частиц дисперсной фазы;

2. агрегатное состояние фаз;

3. интенсивность взаимодействия частиц дисперсной фазы с
дисперсионной средой.,

1. Различают три класса дисперсных гетерогенных (неод­нородных) систем, отличающихся размерами частиц (d) дисперс­ной фазы:

a) микрогетерогенные или грубодисперсные системы, d>10^-7м
(суспензии, эмульсии, порошки и др.);

b) коллоидные или улътрамикрогетерогенные системы, 10^-9 < d < 10^-7м;

c) истинные растворы, d < 10^-9м.

Дисперсные системы, размер частиц дисперсной фазы ко­торых лежит в пределах от 10^-9 до 10^-7м, относятся к колло­идно-дисперсным и являются основным объектом изучения кол­лоидной химии.